TWI745848B

TWI745848B - 煤焦油黏結劑及其製造方法

Info

Publication number: TWI745848B
Application number: TW109103227A
Authority: TW
Inventors: 莊棠尊; 邵靖衡
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-11-11
Also published as: TW202130777A

Abstract

本發明公開一種煤焦油黏結劑及其製造方法。該煤焦油黏結劑包含20至40重量份的除苊油；20至40重量份的粗蒽油；30至50重量份的軟瀝青；以及0.5至6重量份的輔助劑，其中該輔助劑包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種。

Description

煤焦油黏結劑及其製造方法

本發明係關於一種黏結劑及其製造方法，特別是關於一種煤焦油黏結劑及其製造方法。

高爐是鐵礦冶煉成鐵水的主要設備。鐵礦熔煉成鐵水，並且鐵水由出鐵口放出後，需透過堵泥來堵塞高爐出鐵口，以控制鐵水的生產。

堵泥通常包含有機黏結劑與無機物骨粉料。然而，現有的有機黏結劑在長期存放(例如六個月)後，會產生品質改變，進而導致堵泥的整體效果低落(例如無法堵塞住高爐出鐵口)。一般而言，可通過同時加入萘與蒽來改善，但由於萘與蒽的製作成本較高，故會造成有機黏結劑的成本上升。

故，有必要提供一種煤焦油黏結劑及其製造方法，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之一目的在於提供一種煤焦油黏結劑及其製造方法，其係透過使用特定組成的輔助劑，進而改善煤焦油黏結劑長期存放後所產生的品質改變的問題。

為達上述之目的，本發明提供一種煤焦油黏結劑，包含20至40重量份的除苊油；20至40重量份的粗蒽油；30至50重量份的軟瀝青；以及0.5至6重量份的輔助劑，其中該輔助劑包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種。

在本發明一實施例中，該輔助劑包含0.5至3重量份的該長鏈苯系增塑劑。

在本發明一實施例中，該長鏈苯系增塑劑包含鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯及鄰苯二甲酸二異丁酯中的至少一種。

在本發明一實施例中，該輔助劑包含0.5至3重量份的該長鏈苯磺酸增塑劑。

在本發明一實施例中，該長鏈苯磺酸增塑劑包含十二烷基苯磺酸、鄰苯二甲酸二辛酯磺酸、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯磺酸、鄰苯二甲酸二異癸酯磺酸、鄰苯二甲酸二異壬酯磺酸及鄰苯二甲酸二異丁酯磺酸中的至少一種。

為達上述之目的，本發明提供一種煤焦油黏結劑的製造方法，包括步驟：在150至250℃下混合20至40重量份的除苊油、20至40重量份的粗蒽油、30至50重量份的軟瀝青及0.5至6重量份的輔助劑，以形成一混合物，其中該輔助劑包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種；以及在20至30℃下靜置該混合物達8至16小時，以形成該煤焦油黏結劑。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

本發明實施例的煤焦油黏結劑包含20至40重量份的除苊油；20至40重量份的粗蒽油；30至50重量份的軟瀝青；以及0.5至6重量份的輔助劑，其中該輔助劑包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種。本發明實施例的煤焦油黏結劑主要是作為一種堵泥的黏結劑。一般而言，堵泥包含骨粉料與黏結劑。該骨粉料例如包含矽石、鋁礬土、蠟石、氧化鋁、焦碳、碳化矽、黏土、煤焦及煤焦油中的至少一種。

在本文中，除苊油指的是：苊油餾份是230~280℃的餾分稱之，產率是無水焦油的3~5％，除苊油是苊油提取工業苊後的脫苊殘油，除苊油具有良好穩定性和很好溶解能力，主要應用於調解煤焦油黏結劑黏度。在一實施例中，除苊油可以是21、22、23、25、27、30、32、35、37、38或39重量份。

在本文中，粗蒽油指的是：煤焦油分餾中280℃~360℃的餾分稱之。粗蒽油的粘度較大，室溫下有固體洗出，一般是製造塗料、電極、瀝青焦、炭黑、木材防腐油和殺蟲劑等的原料。在一方面中，粗蒽油主要用於提取粗蒽、苊、芴、菲、哢唑等化工原料。粗蒽油可用於配置碳黑原料油、瀝青或燃料油等，也可用於木材防腐和製取。在一實施例中，粗蒽油可以是31、32、33、35、37、40、42、45、47、48或49重量份。

在本文中，軟瀝青指的是：輕質成分散失，但重質成分被氧化所形成的半液態的富含氧和硫的黑色粘稠狀石油。硫的含量可達7～9%，相對密度0.97～1，有時大於1。軟瀝青能溶於二硫化碳、氯仿等有機溶劑中。在一實施例中，軟瀝青可以是21、22、23、25、27、30、32、35、37、38或39重量份。

在一實施例中，該輔助劑包含0.5至3重量份的該長鏈苯系增塑劑。例如，該長鏈苯系增塑劑包含鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯及鄰苯二甲酸二異丁酯中的至少一種。

這邊要特別提到的是，本發明實施例至少是透過加入特定含量與特定成份的輔助劑(例如長鏈苯系增塑劑)，以均勻化該煤焦油黏結劑的固定碳含量，進而改善煤焦油黏結劑長期存放後所產生的品質改變的問題。具體而言，長鏈苯系增塑劑具有芳香環結構，可與煤焦油黏結劑中的其他組成芳香環官能基極性，有良好的相容性與結合性，以均勻化該煤焦油黏結劑的固定碳含量，進而改善煤焦油黏結劑長期存放後所產生的品質改變的問題。

在一實施例中，該輔助劑包含0.5至3重量份的該長鏈苯磺酸增塑劑。在一範例中，該長鏈苯磺酸增塑劑包含十二烷基苯磺酸、鄰苯二甲酸二辛酯磺酸、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯磺酸、鄰苯二甲酸二異癸酯磺酸、鄰苯二甲酸二異壬酯磺酸及鄰苯二甲酸二異丁酯磺酸中的至少一種。

這邊要特別提到的是，本發明實施例至少是透過加入特定含量與特定成份的輔助劑(例如長鏈苯磺酸增塑劑)，以均勻化該煤焦油黏結劑的固定碳含量，進而改善煤焦油黏結劑長期存放後所產生的品質改變的問題。具體而言，長鏈苯磺酸增塑劑具有芳香環結構，可與煤焦油黏結劑中的其他組成芳香環官能基極性，有良好的相容性與結合性，以均勻化該煤焦油黏結劑的固定碳含量，進而改善煤焦油黏結劑長期存放後所產生的品質改變的問題。

這邊要特別提到的是，本發明實施例至少是透過加入特定含量與特定成份的輔助劑(例如長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑)，以進一步均勻化該煤焦油黏結劑的固定碳含量，進而進一步改善煤焦油黏結劑長期存放後所產生的品質改變的問題。

請參照第1圖，本發明另提出一種煤焦油黏結劑的製造方法10，包含步驟11至12：在150至250℃下混合20至40重量份的除苊油、20至40重量份的粗蒽油、30至50重量份的軟瀝青及0.5至6重量份的輔助劑，以形成一混合物，其中該輔助劑包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種(步驟11)；以及在20至30℃下靜置該混合物達8至16小時，以形成該煤焦油黏結劑(步驟12)。

在一實施例中，本發明另提出一種煤焦油黏結劑的製造方法10中所使用的除苊油、粗蒽油、軟瀝青與輔助劑的材質與重量比例可參考上述本發明實施例的煤焦油黏結劑，故在此不再贅述。

在一實施例中，本發明實施例的煤焦油黏結劑的製造方法10可製得本發明實施例的煤焦油黏結劑。

以下舉出數個實施例與比較例，以進一步證明本發明實施例的煤焦油黏結劑及其製造方法的效果。

實施例1

首先，150℃下混合20重量份的除苊油、20重量份的粗蒽油、30重量份的軟瀝青及1重量份的輔助劑於50加侖桶中，其中該輔助劑包含0.5重量份的鄰苯二甲酸二辛酯以及0.5重量份的十二烷基苯磺酸。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達8小時，以形成實施例1的煤焦油黏結劑。另外，在實施例1的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為0，蒽的額外添加量為5重量份。

實施例2

200℃下混合30重量份的除苊油、30重量份的粗蒽油、40重量份的軟瀝青及2重量份的輔助劑於50加侖桶中，其中該輔助劑包含1重量份的鄰苯二甲酸二異癸酯以及1重量份的鄰苯二甲酸二辛酯磺酸。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達12小時，以形成實施例2的煤焦油黏結劑。另外，在實施例2的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為2重量份，蒽的額外添加量為0。

實施例3

250℃下混合40重量份的除苊油、40重量份的粗蒽油、50重量份的軟瀝青及6重量份的輔助劑於50加侖桶中，其中該輔助劑包含3重量份的鄰苯二甲酸二異丁酯以及3重量份的鄰苯二甲酸二異癸酯磺酸。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達16小時，以形成實施例3的煤焦油黏結劑。另外，在實施例3的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為0，蒽的額外添加量為0。

實施例4

200℃下混合30重量份的除苊油、30重量份的粗蒽油、40重量份的軟瀝青及1重量份的輔助劑於50加侖桶中，其中該輔助劑包含1重量份的鄰苯二甲酸二異癸酯。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達12小時，以形成實施例4的煤焦油黏結劑。另外，在實施例4的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為0，蒽的額外添加量為0。

實施例5

200℃下混合30重量份的除苊油、30重量份的粗蒽油、40重量份的軟瀝青及1重量份的輔助劑於50加侖桶中，其中該輔助劑包含1重量份的鄰苯二甲酸二辛酯磺酸。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達12小時，以形成實施例5的煤焦油黏結劑。另外，在實施例5的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為0，蒽的額外添加量為0。

比較例1

200℃下混合30重量份的除苊油、30重量份的粗蒽油及40重量份的軟瀝青於50加侖桶中。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達12小時，以形成比較例1的煤焦油黏結劑。另外，在比較例1的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為0，蒽的額外添加量為5重量份。

比較例2

200℃下混合30重量份的除苊油、30重量份的粗蒽油及40重量份的軟瀝青於50加侖桶中。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達12小時，以形成比較例2的煤焦油黏結劑。另外，在比較例2的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為2重量份，蒽的額外添加量為0。

比較例3

200℃下混合30重量份的除苊油、30重量份的粗蒽油及40重量份的軟瀝青於50加侖桶中。之後，在室溫下(約20至30℃之間)下靜置該混合物達12小時，以形成比較例3的煤焦油黏結劑。另外，在比較例3的混合步驟中，還混入添加劑，其中萘的額外添含量為0，蒽的額外添加量為0。

之後，對實施例1至5及比較例1至3進行分析比對。分析方法是將煤焦油黏結劑儲放達6個月之後，分別抽取50加侖桶中的位於最上層(例如從液面往下計算約5至15公分的範圍中抽取)的煤焦油黏結劑與(例如從桶底往上計算約5至15公分的範圍中抽取)最下層的煤焦油黏結劑進行固定碳含量分析。一般而言，若是最上層與最下層的固定碳含量的差值小於或等於1.5%，則表示該煤焦油黏結劑具備足夠的穩定性，並且不會導致堵泥的整體效果低落。

根據分析結果，實施例1至3的固定碳含量的差值皆約為1%，而實施例4與5的固定碳含量的差值皆約為1.5%，故屬於合格範圍之內。另外，比較例1至3的固定碳含量的差值皆約為3%，故屬於不合格的範圍。由上可知，在不同時使用萘與蒽的前提下，無法改善煤焦油黏結劑的穩定性。此外，若是使用特定的輔助劑(包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種)，即可改善煤焦油黏結劑的穩定性。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:方法 11~12:步驟

第1圖是本發明一實施例之煤焦油黏結劑的製造方法的流程示意圖。

10:方法

11~12:步驟

Claims

一種煤焦油黏結劑，包含：20至40重量份的除苊油；20至40重量份的粗蒽油；30至50重量份的軟瀝青；以及0.5至3重量份的長鏈苯系增塑劑。
如請求項1所述的煤焦油黏結劑，其中該長鏈苯系增塑劑包含鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯及鄰苯二甲酸二異丁酯中的至少一種。
如請求項1所述的煤焦油黏結劑，更包含0.5至3重量份的長鏈苯磺酸增塑劑。
如請求項3所述的煤焦油黏結劑，其中該長鏈苯磺酸增塑劑包含十二烷基苯磺酸、鄰苯二甲酸二辛酯磺酸、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯磺酸、鄰苯二甲酸二異癸酯磺酸、鄰苯二甲酸二異壬酯磺酸及鄰苯二甲酸二異丁酯磺酸中的至少一種。
一種煤焦油黏結劑的製造方法，包含步驟：在150至250℃下混合20至40重量份的除苊油、20至40重量份的粗蒽油、30至50重量份的軟瀝青及0.5至6重量份的輔助劑，以形成一混合物，其中該輔助劑包含長鏈苯系增塑劑及長鏈苯磺酸增塑劑中的至少一種；以及在20至30℃下靜置該混合物達8至16小時，以形成該煤焦油黏結劑。
如請求項5所述的煤焦油黏結劑的製造方法，其中該輔助劑包含0.5至3重量份的該長鏈苯系增塑劑。
如請求項5所述的煤焦油黏結劑的製造方法，其中該長鏈苯系增塑劑包含鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯及鄰苯二甲酸二異丁酯中的至少一種。
如請求項5所述的煤焦油黏結劑的製造方法，其中該輔助劑包含0.5至3重量份的該長鏈苯磺酸增塑劑。
如請求項5所述的煤焦油黏結劑的製造方法，其中該長鏈苯磺酸增塑劑包含十二烷基苯磺酸、鄰苯二甲酸二辛酯磺酸、鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯磺酸、鄰苯二甲酸二異癸酯磺酸、鄰苯二甲酸二異壬酯磺酸及鄰苯二甲酸二異丁酯磺酸中的至少一種。